Sicherheitszündmasse. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Sicherheitszündmasae, deren Verbren nung sich ohne Entstehung giftiger oder schlechtriechender Gase vollzieht, so dass sie zur Anbringung an Tabakwaren besonders geeignet ist.
Alle bisher bekannten Zündmischungen, die dazu dienen, irgendwelche Verbrennungs prozesse auszulösen, bestehen im wesentlichen aus folgenden Teilen 1. Unter Sauerstoffabgabe leicht zerfal lende Substanzen, wie Chlorate, Nitrate, Chromate, Superoxyde usw.
2. Leicht entzündliche Substanzen, das heisst solche mit genügend niederer Entzün dungstemperatur, wie Phosphor, Schwefel usw. oder Verbindungen derselben.
3. Zusätze aus harten, chemisch indiffe renten Körpern zur Erhöhung der Reibung, wie Quarz, Tonerden, Bimstein usw.
4. Bindemittel, wie Leim, Stärke, Dextrin, Gummi arabicum usw.
5. Mittel, die ein zu heftiges Abbrennen verhüten und als Glühkörper dienen, wie zum Beispiel Oxyde des Zinks, des Eisens usw. Die in der wichtigen Gruppe 2 angeführ ten Stoffe, die die eigentliche Entzündung auslösen, brennen alle mit mehr oder, weniger heftigen Flammenerscheinungen ab und ent wickeln dabei übelriechende, übelschmeckende oder gar giftige Gase. Dadurch ist die An wendung derartiger Zündmassen überall da ausgeschlossen, wo Verbrennungsgase sehr unangenehm und schädlich sind.
Vorliegende Erfindung betrifft Sicherheits- zündmischungen, welche sich leicht an den bekannten, präparierten Reibflächen entzün den lassen und obige Übelstände nicht zei gen, das heisst, sie brennen leicht ab und entwickeln -keinerlei schlecht riecbende oder giftige Gase. Trotz der leichten Entzündlich keit ist auch hier wie bei den bekannten Sicherheitszündmassen eine Selbstentzündung ausgeschlossen.
Diese neuen Zündmischungen kommen daher neben andern Anwendungs gebieten in erster Linie für Zündköpfe an Tabakwaren in Betracht, indem sie unmittel bar an Zigarren, Zigaretten etc. angebracht werden können, so dass diese leicht und ohne Schädigung des Aromas der Tabakwaren sich in Brand setzen lassen. Vorteilhaft kann dabei die Packung der Tabakwaren mit der Reibfläche versehen werden, ähnlich wie es bei den bekannten Zündholzschachteln üblich ist. Selbstverständlich lässt sich die Masse auch für Streichhölzer und andere Zwecke verwenden.
Nach dem Erfindungsgedanken werden für die Sicherheitszündmasse ausser Binde mitteln an Stelle der oben unter 2 angeführ ten leicht entzündlichen, aber mehr oder weniger unangenehmen oder gesundheits schädlichen Gase entwickelnden Substanzen, Metalle von genügend niedriger EntzünduDgs- temperatur, wie zum Beispiel Magnesium, Aluminium, Eisen, Zink, Kobalt, Nickel usw. oder Kombinationen derselben, verwendet, die keine gasförmigen Verbrennungsprodukte liefern, sondern beim Abbrennen in feste Oxyde übergehen.
Das Wesentliche der Zünd- mischungen nach der Erfindung besteht also darin, dass die Entzündung der Massen durch den Zusatz leicht entzündlicher Metalle ein geleitet wird, wodurch sie sich prinzipiell von allen bisher vorgeschlagenen oder in Anwendung gekommenen Zündmassen unter scheiden, die zwar teilweise ebenfalls Metalle enthalten haben, aber zu wesentlich andern Zwecken.
Bisher dienten nämlich solche Metallzusätze entweder, um als Glühmasse die zur Entzündung des Trägermaterials nötigen Wärmemengen zu erzeugen (zum Beispiel thermitähnliehe Mischungen) oder um eine zu leichte Endzündbarkeit, zu stür mische oder gar explosionsähnliche Reaktio nen zu verhindern, die aber immer primär eines Initialzünders bedurften; oder um ge wisse Leuchteffekte zu erreichen.
Gewisse Metalle sind so leicht entzünd lich, dass sie für die angegebenen Zwecke unmittelbar verwendet werden können. An dere sind zu schwer entzündlich, zum Beispiel gewöhnliches Eisen oder Kobalt; sie müssen in eine leicht entzündliche Form übergeführt werden. Wieder andere Metalle, respektive andere Modifikationen sind an der Luft selbst entzündlich, ihre Entzündungstemperatur muss heraufgesetzt werden. Für die vorliegende Erfindung sind leicht entzündliche, im folgen den als semipyrophor bezeichnete Modifika tionen der Metalle wesentlich.
Die semipyrophore Form der Metalle ist gekennzeichnet durch eine Entzündbarkeit an der Luft zwischen zirka + 50 C und zirka 300 C. Diese Form der Metalle stellt einen Zwischenzustand zwischen der pyro- phoren und der normalen Form dar.
Dabei ist für die Definition dieses Zustandes gleich gültig, ob die semipyrophore Form erhalten worden ist durch Herabsetzung der Entzün dungstemperatur schwer entzündlicher Me talle, durch Behandlung von Metallverbin dungen, durch Heraufsetzung der Entzün dungstemperatur pyrophorer Metalle oder durch irgendwelche andersartige Verhinde rung der Selbstentzündlichkeit pyrophorer Metalle unter Beibehaltung der Leichtent zündlichkeit. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im streng wissenschaftlichen Sinn noch nichts ausgesagt ist über die physikochemische Struktur der semipyro- phoren Metalle, noch über die Art der Zu sammensetzung.
Es kann sich bei diesem semipyrophoren Zustand sowohl um eine spezielle Modifikation des reinen Metalles, wie auch um Kombinationen mehrerer Stoffe, zum Beispiel Mischungen mit Oxyden, Ein schlüsse pyrophoren Metalles in nicht selbst entzündliche Körper handeln. Diese Kombi nationen können sowohl echt oder kolloid disperse feste Lösungen, Legierungen, oder makroskopisch heterogene Mischungen sein.
Es ist bekannt, dass bestimmte Metalle, wie zum Beispiel Eisen oder Kobalt, in pyro- phorer Form erhalten werden können durch Reduktion geeigneter Metallverbindungen im Wasserstoffstrom bei relativ niederer Tempe ratur. Diese Metalle entzünden sich und verbrennen indessen bei der Berührung mit Luftsauerstoff bei Zimmertemperatur. Die pyrophore Form ist daher nicht unmittelbar geeignet für die Zwecke der Erfindung.
Die neuen Zündmischungen können also beispielsweise folgende Substanzen enthalten 1. Sauerstoffliefernde Substanzen, wie Chlorate, Superoxyde oder Kombinationen derselben, welche beim Zerfall keine giftigen, übelriechenden oder übelschmeckenden Gase entwickeln.
2. Leicht entzündliche Metalle, wie zum Beispiel Zink, Aluminium, Eisen, Nickel, Kobalt usw., vorzüglich in semipyrophorer Form, oder Mischungen derselben.
3. Reibkörper, wie Quarz, Bimsstein, Ton erden usw.
4. Bindemittel, wie Leim, Stärke, Gummi arabicum, Kollodium.
5. Glühkörper, wie Zinkoxyd, Eisen oxyd usw.
In der Zusammensetzung der Mischung sind eine grosse Anzahl verschiedener Varian ten und Kombinationen möglich (in denen Substanzen der Gruppen 1, 3, 5 eventuell ganz fehlen können), für die das nachstehende Ausführungsbeispiel nur eine Illustration gibt.
28 Teile nach Schweizer Patent Nr.179093 hergestellten semipyrophoren Eisens werden gemischt mit 25 Teilen Kaliumchlorat, 1 Teil Braunstein, 18 Teilen pulverisierter Tonscber- ben und 1 Teil Gummi arabicum. Die Mi schung dieser Substanzen wird mit wenig Wasser zu einem dicken Brei angerührt und auf die zu entzündenden Waren aufgetragen, so dass sie nach dem Eintrocknen einen fest haftenden Zündkopf bilden.
Die oben beschriebene Zündmischung kann natürlich noch andere Substanzen enthalten, wie zum Beispiel Füllmittel und ähnliches, oder kann kombiniert werden mit andern pyrotechnischen Mischungen. Sie kann auf getragen werden auf jede beliebige, feuer empfindliche Trägerunterlage und so zum Entzünden irgendwelcher brennbarer Substan zen dienen. Der Gummi arabicum des obigen Bei spiels kann natürlich auch ersetzt werden durch Lösungen anderer Bindemittel, wie Kollodium,Azetylze11ulose,Leim, Stärke usw., wobei teilweise das Wasser durch organische Lösungsmittel ersetzt werden kann.
Safety ignition mass. The subject matter of the present invention is a safety ignition system, the combustion of which takes place without the formation of toxic or malodorous gases, so that it is particularly suitable for attachment to tobacco products.
All ignition mixtures known to date, which are used to trigger any combustion processes, essentially consist of the following parts 1. Substances that break down easily with release of oxygen, such as chlorates, nitrates, chromates, super oxides, etc.
2. Easily flammable substances, that is, those with a sufficiently low inflammation temperature, such as phosphorus, sulfur, etc. or compounds thereof.
3. Additives made from hard, chemically indifferent bodies to increase friction, such as quartz, clay, pumice, etc.
4. Binding agents, such as glue, starch, dextrin, gum arabic, etc.
5. Means that prevent excessive burning and serve as incandescent bodies, such as oxides of zinc, iron, etc. The substances listed in the important group 2, which trigger the actual ignition, all burn with more or less violent effects Flames and develop foul-smelling, foul-tasting or even poisonous gases. As a result, the use of such ignition masses is excluded wherever combustion gases are very unpleasant and harmful.
The present invention relates to safety ignition mixtures which can be easily ignited on the known, prepared friction surfaces and do not show the above inconveniences, that is, they burn off easily and do not develop any bad-smelling or toxic gases. In spite of the easy flammability, spontaneous ignition is also excluded here, as with the known safety ignition materials.
These new ignition mixtures are therefore primarily suitable for ignition heads on tobacco products in addition to other areas of application, in that they can be attached directly to cigars, cigarettes, etc. so that they can be set on fire easily and without damaging the aroma of the tobacco products. Advantageously, the pack of tobacco products can be provided with the friction surface, similar to what is customary with the known matchboxes. Of course, the compound can also be used for matches and other purposes.
According to the concept of the invention, in addition to binding agents, instead of the substances listed above under 2, which are highly flammable, but more or less unpleasant or harmful gases, metals with a sufficiently low ignition temperature, such as magnesium, aluminum, iron, Zinc, cobalt, nickel, etc., or combinations thereof, which do not produce gaseous products of combustion, but convert to solid oxides when burned.
The essence of the ignition mixtures according to the invention is that the ignition of the masses is initiated by the addition of easily inflammable metals, whereby they differ in principle from all ignition masses previously proposed or used, some of which also contain metals have, but for essentially different purposes.
Up to now, such metal additives have been used either to generate the amount of heat required to ignite the carrier material (e.g. mixtures similar to thermite) or to prevent reactions that are too easy to ignite, too stormy or even explosive-like reactions, which, however, always primarily required an initial igniter ; or to achieve certain lighting effects.
Certain metals are so easily flammable that they can be used immediately for the specified purposes. Others are too difficult to ignite, for example ordinary iron or cobalt; they must be converted into an easily flammable form. Still other metals or other modifications are self-igniting in the air; their ignition temperature must be increased. For the present invention, highly inflammable, hereinafter referred to as semipyrophoric modifications of the metals are essential.
The semi-pyrophoric form of the metals is characterized by their flammability in air between approx. + 50 C and approx. 300 C. This form of the metal represents an intermediate state between the pyrophoric and the normal form.
It is irrelevant for the definition of this condition whether the semi-pyrophoric form has been obtained by lowering the ignition temperature of difficult to ignite metals, by treating metal compounds, by increasing the ignition temperature of pyrophoric metals or by any other kind of prevention of the self-inflammability of pyrophoric metals while maintaining the inflammability. It is expressly pointed out that, in a strictly scientific sense, nothing has been said about the physicochemical structure of the semi-pyrophoric metals, nor about the type of composition.
This semi-pyrophoric state can be a special modification of the pure metal as well as combinations of several substances, for example mixtures with oxides, inclusions of pyrophoric metal in non-self-inflammable bodies. These combinations can be either real or colloidally disperse solid solutions, alloys, or macroscopically heterogeneous mixtures.
It is known that certain metals, such as iron or cobalt, can be obtained in pyrophoric form by reducing suitable metal compounds in a stream of hydrogen at a relatively low temperature. These metals ignite and burn on contact with atmospheric oxygen at room temperature. The pyrophoric form is therefore not immediately suitable for the purposes of the invention.
The new ignition mixtures can therefore contain, for example, the following substances: 1. Oxygen-supplying substances such as chlorates, super oxides or combinations thereof, which do not develop any toxic, foul-smelling or foul-tasting gases when they decay.
2. Easily flammable metals, such as zinc, aluminum, iron, nickel, cobalt, etc., especially in semi-pyrophoric form, or mixtures thereof.
3. Ground friction bodies such as quartz, pumice stone, clay, etc.
4. Binders such as glue, starch, gum arabic, collodion.
5. Incandescent bodies such as zinc oxide, iron oxide, etc.
A large number of different variants and combinations are possible in the composition of the mixture (in which substances from groups 1, 3, 5 may possibly be completely absent), for which the following exemplary embodiment only gives an illustration.
28 parts of semi-pyrophoric iron produced according to Swiss Patent No. 179093 are mixed with 25 parts of potassium chlorate, 1 part of manganese dioxide, 18 parts of powdered clay and 1 part of gum arabic. The mixture of these substances is mixed with a little water to form a thick paste and applied to the goods to be ignited, so that after drying they form a firmly adhering ignition head.
The ignition mixture described above can of course also contain other substances, such as fillers and the like, or can be combined with other pyrotechnic mixtures. It can be worn on any fire-sensitive support surface and thus serve to ignite any flammable substances. The gum arabic of the above example can of course also be replaced by solutions of other binders, such as collodion, acetyl cellulose, glue, starch, etc., with some of the water being able to be replaced by organic solvents.